丙烯是化工合成的重要原料,其制備工藝主要有如下兩種:
工藝1:丙烷無氧脫氫工藝:C3H8(g)?C3H6(g)+H2(g)
工藝2:丙烷氧化脫氫工藝:2C3H8(g)+O2(g)?2C3H6(g)+2H2O(g)ΔH=-235kJ?mol-1
回答下列問題:
(1)根據(jù)下表數(shù)據(jù),計算無氧脫氫工藝中的ΔH=+126.0+126.0kJ?mol-1,與工藝1相比,工藝2的優(yōu)點是 工藝2放熱,能耗低等工藝2放熱,能耗低等(從能源角度)。
物質(zhì) | C3H8(g) | C3H6(g) | H2(g) |
燃燒熱(kJ?mol-1) | 2217.8 | 2058.0 | 285.8 |
BC
BC
(填字母)。A.適當?shù)纳邷囟?br />B.增大壓強
C.提高恒容反應容器中丙烷的初始濃度
D.向恒壓反應容器中的丙烷摻入水蒸氣(水蒸氣不參與反應)
(3)工藝1脫氫時以CeO2/VO3為催化劑,脫第1個氫原子的反應歷程有兩種情況(Ts表示過渡態(tài)):
用圖中數(shù)據(jù)可知,脫第1個氫原子時,最有可能按路徑
B
B
(填A或B),其原因是 路徑B的活化能低,反應速率快
路徑B的活化能低,反應速率快
。(4)工藝1脫氫時,還會產(chǎn)生副產(chǎn)物C2H4,寫出生成副產(chǎn)物的化學方程式:
2C3H8=3C2H4+2H2
2C3H8=3C2H4+2H2
,若恒容反應容器中C3H8(g)的濃度為5mol?L-1,丙烷的總平衡轉(zhuǎn)化率為40%,丙烯的選擇性為50%,則工藝1的平衡常數(shù)K=0.67
0.67
[結果保留兩位有效數(shù)字,丙烯的選擇性=n
(
轉(zhuǎn)化為丙烯消耗的丙烷
)
n
(
消耗的丙烷
)
【答案】+126.0;工藝2放熱,能耗低等;BC;B;路徑B的活化能低,反應速率快;2C3H8=3C2H4+2H2;0.67
【解答】
【點評】
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發(fā)布:2024/9/16 0:0:8組卷:1引用:1難度:0.5
相似題
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1.CO2的捕集與轉(zhuǎn)化是當今科學研究的重要課題。以CO2、C2H6為原料合成C2H4涉及的主要反應如下:
Ⅰ.CO2(g)+C2H6(g)?C2H4(g)+H2O(g)+CO(g)ΔH=+177kJ?mol-1(主反應)
Ⅱ.C2H6(g)?CH4(g)+H2(g)+C(S)ΔH=+9kJ?mol-1(副反應)
(1)反應Ⅰ的反應歷程可分為如下兩步:
i.C2H6(g)?C2H4(g)+H2(g)ΔH1(反應速率較快)
ii.H2(g)+CO2(g)?H2O(g)+CO(g)ΔH2=+41kJ?mol-1(反應速率較慢)
①ΔH1=
②相比于提高c(C2H6),提高c(CO2)對反應I速率影響更大,其原因是
(2)向恒壓密閉容器中充入CO2和C2H6合成C2H4,選擇不同溫度對相關量的影響如圖所示,工業(yè)生產(chǎn)綜合各方面的因素,反應選擇800℃的原因是
(3)在800℃時,=n(CO2)n(C2H6),充入一定體積的密閉容器中,在有催化劑存在的條件下,只發(fā)生主反應,初始壓強為P,一段時間達到平衡,產(chǎn)物的物質(zhì)的量之和與剩余反應物的物質(zhì)的量之和相等,該溫度下反應的平衡常數(shù)Kp=13
(4)工業(yè)上用甲烷催化法制取乙烯,只發(fā)生如下反應:2CH4?C2H4+2H2ΔH>0,溫度T時,向2L的恒容反應器中充入2mol CH4,僅發(fā)生上述反應,反應過程中CH4的物質(zhì)的量隨時間變化如圖所示。實驗測得v正=k正c2(CH4),v逆=k逆c(C2H4)?c2(H2),k正、k逆為速率常數(shù),只與溫度有關,則T溫度時═k逆k正
(5)我國科學家使用電化學的方法(裝置如圖)用C2H6和CO2合成了C2H4。
①M是電源的
②陽極電極反應式是發(fā)布:2024/12/17 20:30:1組卷:24引用:2難度:0.6 -
2.一定條件下,可逆反應的平衡常數(shù)可以用平衡濃度計算,也可以用平衡分壓代替平衡濃度計算分壓=總壓×物質(zhì)的量分數(shù).在恒溫恒壓條件下,總壓不變,用平衡分壓計算平衡常數(shù)更方便.下列說法不正確的是( ?。?/h2>
發(fā)布:2024/12/21 8:0:2組卷:134引用:1難度:0.7 -
3.工業(yè)上可用“氨催化氧化法”生產(chǎn)NO,以氨氣、氧氣為原料,在Pt-Rh合金催化劑存在下生成NO和副產(chǎn)物N2,兩個競爭反應化學方程式如下:
Ⅰ.4NH3(g)+5O2(g)?4NO(g)+6H2O(g)
Ⅱ.4NH3(g)+3O2(g)?2N2(g)+6H2O(g)
現(xiàn)將1molNH3、1.45molO2充入1L恒容密閉容器中,在上述催化劑作用下反應,相同時間內(nèi)有關生成物物質(zhì)的量隨溫度變化曲線如圖所示。
已知:有效轉(zhuǎn)化率=×100%制備目標物質(zhì)消耗原料的量原料總的轉(zhuǎn)化量
下列說法不正確的是( ?。?/h2>發(fā)布:2024/12/17 0:30:2組卷:81引用:5難度:0.5
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